CN113782868B - 一种新型的电动汽车两相浸没式液冷系统与冷启动系统 - Google Patents
一种新型的电动汽车两相浸没式液冷系统与冷启动系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113782868B CN113782868B CN202111061371.7A CN202111061371A CN113782868B CN 113782868 B CN113782868 B CN 113782868B CN 202111061371 A CN202111061371 A CN 202111061371A CN 113782868 B CN113782868 B CN 113782868B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- liquid
- temperature
- fluorinated
- box body
- battery pack
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 193
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 claims description 14
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 6
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 abstract description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000306 component Substances 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/613—Cooling or keeping cold
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
- B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
- B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
- B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
- B60L58/27—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by heating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/615—Heating or keeping warm
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/617—Types of temperature control for achieving uniformity or desired distribution of temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
- H01M10/625—Vehicles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/63—Control systems
- H01M10/637—Control systems characterised by the use of reversible temperature-sensitive devices, e.g. NTC, PTC or bimetal devices; characterised by control of the internal current flowing through the cells, e.g. by switching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
- H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
- H01M10/6567—Liquids
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
- H01M10/6569—Fluids undergoing a liquid-gas phase change or transition, e.g. evaporation or condensation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/66—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
本发明属于电动汽车应用技术领域,提供了一种新型的电动汽车两相浸没式液冷系统与冷启动系统。电动汽车运行时,利用氟化液的潜热和显热吸收箱体内电池组热量,形成的氟化液蒸气被直流压缩机压缩,进入冷凝器冷凝,经电磁膨胀阀节流降温,循环至电池组箱体内。冷启动时,利用四通换向阀使直流压缩机出口处的高温氟化液蒸气通入箱体内,在电池表面液化放出相变潜热,使电池组均匀升温。相比于传统电动汽车冷却系统与冷启动系统具有以下优点:电池组冷却与冷启动系统为同一系统,利用四通换向阀改变蒸气流向,实现两个系统的切换,简化电动汽车内部结构;浸没式液冷系统无需额外的冷凝循环系统。冷启动时,循环将外界的热量泵入箱体内,节省能量。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车应用技术领域,具体涉及一种新型的电动汽车两相浸没式液冷系统与冷启动系统。
背景技术
随着电动汽车领域的快速发展,目前电动汽车所应用的领域愈发广泛,电池组作为电动汽车的核心部件之一,电池组的工作温度直接影响到电动汽车的续航里程和寿命。当外界环境温度过低时,会导致电池组放电深度降低,当电池组在工作过程中冷却条件过差,电池组温度分布不均匀,会导致电池组寿命缩短。因此设计一种高效可靠的电池组冷启动系统和冷却系统是提升电动汽车续航里程、延长电池组寿命的必要条件。
目前电动汽车中电池组冷却系统所采用的方式主要有:风冷散热、液冷散热以及目前倍受学者关注的两相浸没式液冷。例如肖和柏等人在“一种风冷式电动汽车锂电池箱”专利中(专利号:201921031095.8)提出通过在锂电池箱体一侧安装风冷散热组件,通入外界的空气,利用强迫对流实现电池组进行散热。该装置结构简单,占用车体空间较小,便于安装和维修。
例如宋林霏等人在“一种集成液冷功能的锂电池模组”专利中(专利号:202110216487.7)设计了一种集成液冷供能的锂电池模组,通过在液冷板中通入冷却液,通过在液冷板与电池之间均匀的涂抹导热胶来传递热量,循环的冷却液将电池表面传递至液冷板上的热量带走,以此来冷却电池组。该装置利用具有高比热容的冷却液对电池组进行冷却,冷却效果好。
例如张建明等人在“一种浸没式液冷电池包”专利中(专利号:201911126078.7)提出将电池浸没在具有低相变点的冷却介质中,利用冷却介质的显热和潜热来吸收电池组在工作过程中吸收的热量。该装置结构简单,可以实现对电池组的均匀冷却,装置可靠。
但是传统的电池组冷却方式存在一些不足,风冷散热受到外界环境温度的影响较大,并且空气的比热容较低,当电动汽车处于高功率运行时,风冷散热无法对电池组进行充分的冷却。液冷散热的冷却液循环系统较为复杂,不利于电动汽车向小型化,轻量化发展。浸没式液冷系统对电池组的冷却效果好,但是该系统需要一套额外的冷凝系统,极大的增加了系统的复杂性。
目前电动汽车冷启动系统主要采用的预热方式主要有:电加热、热泵加热。例如田恩平等人在“一种纯电动汽车电池包预加热系统”专利中(专利号:201910619273.7)提出利用覆盖在电池包表面的电池包电加热膜对电动汽车电池包进行预热,利用导热将温度传至整个电池组,实现对整个电池组的预热。该系统结构简单,节省车辆内部空间,维修便捷。
例如董维平等人在“一种电动汽车热泵空调与电池组热管理系统”专利中(专利号:201510515777.6)提出利用电动汽车空调热泵将环境的热量通过暖风传递至电池组,实现在低温环境中电池组的均匀升温。该系统结构简单,可以实现电池组的均匀升温,且耗电量小。
但是传统的电动汽车冷启动系统存在一些不足,利用电加热对电池组进行预热,会导致电池组温度分布不均,造成温差热应力较大,缩短电池组的寿命。利用热泵加热的方式对电池组进行预热,由于空气的比热容较小,因此电池组升温速度缓慢,无法实现电动汽车的快速冷启动。
目前大多数电动汽车的冷却系统和冷启动系统是独立的两个系统,这极大的增加了电动汽车内部系统的复杂程度,增加了电动汽车的重量,从而降低了电动汽车的续航里程,阻碍电动汽车朝着小型化、轻量化发展。
发明内容
鉴于上述电动汽车冷却系统和冷启动系统的不足,本发明提出了一种新型的电动汽车两相浸没式液冷系统与冷启动系统,将两相浸没式液冷系统与冷启动系统结合,共同使用一套系统,利用单片机控制四通换向阀,将直流压缩机出口处的高温氟化液蒸气通入电池箱或换热器中,从而实现了冷启动系统与两相浸没式液冷系统之间的切换。浸没式液冷可以保证车辆正常运行时电池组温度均匀,且冷却效果好,冷启动系统利用氟化液蒸气相变潜热使电池组均匀升温,可以实现电动汽车低温条件下的快速冷启动,从而达到简化电动汽车内部结构,减少电动汽车重量,节省能量,提升电动汽车续航里程的目的。
本发明的技术方案:
一种新型的电动汽车两相浸没式液冷系统与冷启动系统,包括两相浸没式液冷系统和冷启动系统;冷启动系统与两相浸没式液冷系统共用同一系统,均包括方形电池1、氟化液2、四通换向阀3、气液分离器4、直流压缩机5、换热器6、电磁膨胀阀7、单片机8、温度传感器9和箱体10;
方形电池1浸没在箱体10的氟化液中2;温度传感器9布置于方形电池1表面与氟化液2中,用于实时监控温度,并将信号传至单片机8内,利用单片机8控制四通换向阀3内介质的流向和电磁膨胀阀7的开度;常温常压的氟化液流经电磁膨胀阀7后形成低温低压的氟化液;四通换向阀3中的Ⅳ通道同箱体10相通,Ⅱ通道同气液分离器4相通;气液分离器4分别通过管道同箱体10和直流压缩机5相通;四通换向阀3中的Ⅲ通道同直流压缩机5连通,Ⅰ通道同换热器6相通;换热器6经电磁膨胀阀7同箱体1相通,换热器6用于将蒸气同外界换热与液化;电动汽车工作时,利用氟化液2吸收电池组放出的热量;当氟化液2温度沸点时,利用潜热带走电池组热量;四通换向阀3中的Ⅱ、Ⅳ通道相通,Ⅰ、Ⅲ通道连通;形成的氟化液蒸气通过四通换向阀3的Ⅱ、Ⅳ通道进入气液分离器4,氟化液蒸气中携带的氟化液液滴分离;分离的氟化液液滴聚集在气液分离器4底部,并回流至箱体10内;分离的氟化液蒸气进入直流压缩机5中,形成高温高压的氟化液蒸气;高温高压的氟化液蒸气依次通过四通换向阀3的Ⅲ通道、Ⅰ通道进入换热器6,形成常温常压的氟化液2;常温常压的氟化液2流经电磁膨胀阀7后形成低温氟化液2,进入箱体10内冷却方形电池1;
方形电池1和氟化液2温度低于0℃时,冷启动系统工作;单片机8控制四通换向阀3使Ⅰ、Ⅱ通道连通,Ⅲ、Ⅳ通道连通;直流压缩机5出口处的高温氟化液蒸气,经过四通换向阀3的Ⅲ、Ⅳ通道进入箱体10;高温氟化液蒸气在低温的方形电池1表面液化释放潜热,电池组均匀、快速升温;氟化液2液滴聚集在箱体10底部,流经电磁膨胀阀7形成低温氟化液2液体;流经换热器6后汽化,形成的氟化液蒸气经过四通换向阀3的Ⅰ、Ⅱ通道后进入气液分离器4;分离的氟化液液滴回流至电磁膨胀阀7入口处后流入换热器6,分离出来的氟化液蒸气进入直流压缩机5,被压缩后的高温氟化液蒸气再次通过四通换向阀3的Ⅲ、Ⅳ通道进入箱体10内,对电池组进行升温;待电池组温度升至10至20摄氏度时,单片机8控制冷启动系统工作结束,车辆正常启动。
所述的四通换向阀3通过单片机8进行控制,车辆冷启动时四通换向阀Ⅰ、Ⅱ通道连通,Ⅲ、Ⅳ通道连通,车辆电池组冷却时Ⅰ、Ⅲ通道连通,Ⅱ、Ⅳ联通,从而实现两种系统之间的切换。
所述的气液分离器4安装在直流压缩机5进气口处,用于分离氟化液蒸气中带有的液滴,避免液滴进入直流压缩机5中发生液击现象,损坏压缩机。
所述的直流压缩机5直接利用电动汽车所提供的直流电作为动力。
所述的箱体10外侧有保温层,减少外界环境对箱体10内部电池组的影响,并且上述氟化液流动管道外侧均有保温层。
所述的单片机8用于监测方形电池1表面的温度,控制电磁膨胀阀7开度和控制四通换向阀3内介质的流向。
所述的箱体10内压力波动小,对车辆进行冷却或冷启动过程中箱体10内均为常压或微负压。
本发明的有益效果
1)电动汽车两相浸没式液冷系统与冷启动系统共用一个系统,利用单片机控制四通换向阀实现两个系统之间的切换。
2)两相浸没式液冷系统无需额外的冷凝系统,极大的简化了电动汽车内部结构,降低了电动汽车的重量。
3)电动汽车正常运行时,电池组利用两相浸没式液冷,可以保证电池组温度场均匀,且冷却效果好。
4)电动汽车冷启动时,将高温氟化液蒸气通入箱体内,在低温电池表面液化,释放出相变潜热实现对电池组的均匀升温和快速冷启动。
5)电动汽车冷启动时,该系统可以将环境中的热量泵入箱体内,节省能量,提升了电动汽车续航里程。
附图说明
图1为一种新型的电动汽车两相浸没式液冷系统示意图。
图2为一种新型的电动汽车冷启动系统示意图。
图中:1方形电池;2氟化液;3四通换向阀;4气液分离器;5直流压缩机;6换热器;7电磁膨胀阀;8单片机;9温度传感器;10箱体。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案,进一步说明本发明的具体实施方式。
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。但是应当理解,这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点,而不是对本发明权利要求的限制。
本发明公开了一种新型的电动汽车两相浸没式液冷系统与冷启动系统,包括两相浸没式液冷系统和冷启动系统:
其中两相浸没式液冷系统包括:方形电池1、氟化液2、四通换向阀3、气液分离器4、直流压缩机5、换热器6、电磁膨胀阀7、单片机8、温度传感器9、箱体10。方形电池1浸没在氟化液中2,在电动汽车工作时,利用氟化液2显热吸收电池组放出的热量,随着氟化液2温度的升高,升至氟化液沸点温度时,氟化液2气化,利用潜热带走电池组热量。此时四通换向阀3的Ⅰ、Ⅲ通道连通,Ⅱ、Ⅳ通道连通,形成的氟化液蒸气通过四通换向阀3的Ⅱ、Ⅳ通道进入气液分离器4将氟化液2蒸气中携带的氟化液2液滴分离,避免液滴进入压缩机后发生液击现象;分离出的氟化液2液滴聚集在气液分离器4底部,回流至箱体10内,通过气液分离器4分离的氟化液2蒸气进入直流压缩机5中,形成高温高压的氟化液2蒸气,蒸气通过四通换向阀3的Ⅰ、Ⅲ通道进入到换热器6中;高温高压的氟化液2蒸气与外界换热液化,形成常温常压的氟化液2,流经电磁膨胀阀7后形成低温氟化液2,进入箱体10内冷却方形电池1,在方形电池1表面布置有温度传感器9,用于实时监控电池温度,将信号传至单片机8内,利用单片机8控制电磁膨胀阀7开度,以调整氟化液2入口温度。
冷启动系统包括方形电池1、氟化液2、四通换向阀3、气液分离器4、直流压缩机5、换热器6、电磁膨胀阀7、单片机8、温度传感器9、箱体10。冷启动系统与两相浸没式液冷系统共用同一系统,单片机8控制四通换向阀3使Ⅰ、Ⅱ通道连通,Ⅲ、Ⅳ通道连通。压缩机5出口处的高温氟化液蒸气,经过四通换向阀3Ⅲ、Ⅳ通道进入箱体10,高温氟化液蒸气在低温的方形电池1表面凝结,释放相变潜热,使电池组均匀升温,氟化液2液滴聚集在箱体10底部,流经电磁膨胀阀7,经节流后形成低温氟化液2液体,经过换热器6吸收外界的热量后气化,形成的低温氟化液蒸气经过四通换向阀3的Ⅰ、Ⅱ通道后进入气液分离器4,分离出来的氟化液液滴回流至电磁膨胀阀7入口,分离出来的氟化液蒸气进入直流压缩机5,被压缩后的高温氟化液蒸气再次进入箱体10内,对电池组进行升温。在电池组表面上布置的温度传感器9用于实时监控电池组的温度,待电池组温度升至10至20摄氏度时,单片机8控制冷启动过程结束,车辆可正常启动。
下面通过一个完整的实施方式对上述一种新型的电动汽车两相浸没式液冷系统与冷启动系统进行详细说明。
如图1所示,当电动汽车处于正常的工作状态时,方形电池1浸没在液态氟化液2中,方形电池1工作过程中产生的热量被氟化液2的潜热和显热吸收,单片机8控制四通换向阀3的Ⅰ、Ⅲ通道连通,Ⅱ、Ⅳ通道连通,氟化液蒸气通过四通换向阀3的Ⅱ、Ⅳ通道,进入气液分离器4中;气液分离器4将氟化液蒸气与氟化液液滴分离,分离出来的氟化液液滴汇聚在气液分离器4底部,并回流至电磁膨胀阀7入口前;通过气液分离器4的氟化液蒸气进入直流压缩机5中,被压缩成高温高压的氟化液蒸气,通过四通换向阀3的Ⅰ、Ⅲ通道进入换热器6,与外界环境换热、冷凝成常温常压的氟化液2,氟化液2经电磁膨胀阀7节流后形成低温低压的氟化液2,流入箱体10内对电池组进行冷却。电磁膨胀阀7受单片机8的控制,根据方形电池1表面布置的温度传感器9反馈的信号,单片机8控制电磁膨胀阀7的开度,从而实现对进入箱体10内氟化液2的温度进行调节,以应对不同的载荷。
如图2所示,当车辆处于低温环境时,电动汽车的冷启动系统开始运行,单片机8控制四通换向阀3使Ⅰ、Ⅱ通道连通,Ⅲ、Ⅳ通道连通。从直流压缩机5中排出的高温氟化液蒸气通过四通换向阀3的Ⅲ、Ⅳ通道,流进箱体10内,高温氟化液蒸气在方形电池1表面液化,放出相变潜热,使电池组均匀、快速的升温,液化后的氟化液2液滴聚集在箱体10底部,流经电磁膨胀阀7,经节流后形成低温氟化液2液体,流经换热器6吸收外界的热量后气化,氟化液蒸气经过四通换向阀3的Ⅰ、Ⅱ通道后流入气液分离器4中,气液分离器4将氟化液蒸气与氟化液液滴分离,分离出来的氟化液液滴聚集在气液分离器4底部,并回流至电磁膨胀阀7入口前,分离出来的氟化液蒸气进入直流压缩机5,被压缩后的高温氟化液蒸气再次进入箱体10内,对电池组进行预热。
综上所述,本发明公开了一种新型的电动汽车两相浸没式液冷系统与冷启动系统,将两相浸没式液冷系统与冷启动系统结合,共同使用一套系统,利用单片机8控制四通换向阀3,将直流压缩机5出口处的高温氟化液蒸气通入电池箱体10或换热器6中,从而实现了冷启动系统与两相浸没式液冷系统之间的切换,利用方形电池1表面布置的温度传感器9实时监控电池组的温度,通过单片机8对冷却和冷启动过程进行实时的调整。从而达到简化电动汽车内部结构,减少电动汽车重量,节省能量,提升电动汽车续航里程的目的。
以上所述的具体示例,对本公开的技术方案以及有益效果进行了详尽的阐述,所应理解的是,以上所述仅为本公开的具体示例而已,并不限制本发明。图中各元件的尺寸和形状不反应真实大小和比例,而仅表示本示例的内容。凡是在本公开的原则和精神上,所做的任何修改、改进以及等同替换等,均在本公开的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种新型的电动汽车两相浸没式液冷系统与冷启动系统,其特征在于,该新型的电动汽车两相浸没式液冷系统与冷启动系统包括两相浸没式液冷系统和冷启动系统;冷启动系统与两相浸没式液冷系统共用同一系统,均包括方形电池(1)、氟化液(2)、四通换向阀(3)、气液分离器(4)、直流压缩机(5)、换热器(6)、电磁膨胀阀(7)、单片机(8)、温度传感器(9)和箱体(10);
方形电池(1)浸没在箱体(10)的氟化液中(2);温度传感器(9)布置于方形电池(1)表面与氟化液(2)中,用于实时监控温度,并将信号传至单片机(8)内,利用单片机(8)控制四通换向阀(3)内介质的流向和电磁膨胀阀(7)的开度;常温常压的氟化液流经电磁膨胀阀(7)后形成低温低压的氟化液;四通换向阀(3)中的Ⅳ通道同箱体(10)相通,Ⅱ通道同气液分离器(4)相通;气液分离器(4)分别通过管道同箱体(10)和直流压缩机(5)相通;四通换向阀(3)中的Ⅲ通道同直流压缩机(5)连通,Ⅰ通道同换热器(6)相通;换热器(6)经电磁膨胀阀(7)同箱体(10)相通,换热器(6)用于将蒸气同外界换热与液化;电动汽车工作时,利用氟化液(2)吸收电池组放出的热量;当氟化液(2)温度沸点时,利用潜热带走电池组热量;四通换向阀(3)中的Ⅱ、Ⅳ通道相通,Ⅰ、Ⅲ通道连通;形成的氟化液蒸气通过四通换向阀(3)的Ⅱ、Ⅳ通道进入气液分离器(4),氟化液蒸气中携带的氟化液液滴分离;分离的氟化液液滴聚集在气液分离器(4)底部,并回流至箱体(10)内;分离的氟化液蒸气进入直流压缩机(5)中,形成高温高压的氟化液蒸气;高温高压的氟化液蒸气依次通过四通换向阀(3)Ⅲ通道、Ⅰ通道进入换热器(6),形成常温常压的氟化液(2);常温常压的氟化液(2)流经电磁膨胀阀(7)后形成低温氟化液(2),进入箱体(10)内冷却方形电池(1);
方形电池(1)和氟化液(2)温度低于0℃时,冷启动系统工作;单片机(8)控制四通换向阀(3)使Ⅰ、Ⅱ通道连通,Ⅲ、Ⅳ通道连通;直流压缩机(5)出口处的高温氟化液蒸气,经过四通换向阀(3)Ⅲ、Ⅳ通道进入箱体(10);高温氟化液蒸气在低温的方形电池(1)表面液化释放潜热,电池组均匀、快速升温;氟化液(2)液滴聚集在箱体(10)底部,流经电磁膨胀阀(7)形成低温氟化液(2)液体;流经换热器(6)后汽化,形成的氟化液蒸气经过四通换向阀(3)Ⅰ、Ⅱ通道后进入气液分离器(4);分离的氟化液液滴回流至电磁膨胀阀(7)入口处后流入换热器(6),分离出来的氟化液蒸气进入直流压缩机(5),被压缩后的高温氟化液蒸气再次通过四通换向阀(3)Ⅲ、Ⅳ通道进入箱体(10)内,对电池组进行升温;待电池组温度升至10至20摄氏度时,单片机(8)控制冷启动系统工作结束,车辆正常启动。
2.根据权利要求1所述的一种新型的电动汽车两相浸没式液冷系统与冷启动系统,其特征在于,所述的直流压缩机(5)直接利用电动汽车所提供的直流电作为动力。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型的电动汽车两相浸没式液冷系统与冷启动系统,其特征在于所述的箱体(10)外侧有保温层,减少外界环境对箱体(10)内部电池组的影响,并且上述氟化液流动管道外侧均有保温层。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111061371.7A CN113782868B (zh) | 2021-09-10 | 2021-09-10 | 一种新型的电动汽车两相浸没式液冷系统与冷启动系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111061371.7A CN113782868B (zh) | 2021-09-10 | 2021-09-10 | 一种新型的电动汽车两相浸没式液冷系统与冷启动系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113782868A CN113782868A (zh) | 2021-12-10 |
CN113782868B true CN113782868B (zh) | 2023-02-14 |
Family
ID=78842349
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111061371.7A Active CN113782868B (zh) | 2021-09-10 | 2021-09-10 | 一种新型的电动汽车两相浸没式液冷系统与冷启动系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113782868B (zh) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114614141B (zh) * | 2022-02-24 | 2024-03-19 | 智己汽车科技有限公司 | 一种电池混合热交换装置及电池组 |
CN114678624B (zh) * | 2022-03-14 | 2022-09-09 | 大连理工大学 | 一种用于锂电池超级快充的两相浸没式电池液冷装置及其冷却系统 |
CN115568193B (zh) * | 2022-12-07 | 2023-03-21 | 东南大学 | 数据中心浸没式双循环多模式液冷散热调节系统及方法 |
CN116321975A (zh) * | 2023-03-24 | 2023-06-23 | 超聚变数字技术有限公司 | 两相液冷系统 |
CN116231167B (zh) * | 2023-05-08 | 2023-08-08 | 深圳市远信储能技术有限公司 | 一种分布式液冷储能系统 |
CN116742200B (zh) * | 2023-08-08 | 2023-11-03 | 江苏中关村科技产业园节能环保研究有限公司 | 基于制冷剂喷射循环的车用冷却系统及其工作方法 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN205768485U (zh) * | 2016-07-04 | 2016-12-07 | 浙江大学 | 一种电动汽车智能整车热管理系统 |
CN206086422U (zh) * | 2016-09-19 | 2017-04-12 | 智车优行科技(北京)有限公司 | 车辆动力电池冷启动加热系统及车辆 |
CN109059333A (zh) * | 2018-06-19 | 2018-12-21 | 广东美的制冷设备有限公司 | 空调器、空调器的控制方法以及存储介质 |
CN110048185A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-07-23 | 开沃新能源汽车集团有限公司 | 一种带四通阀的电池包冷却系统布置结构 |
CN110254165A (zh) * | 2019-06-12 | 2019-09-20 | 安徽江淮松芝空调有限公司 | 一种热泵和电池液冷系统 |
CN111251829A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-06-09 | 上海海洋大学 | 燃料电池汽车乘客舱与动力电池的双温控制系统及方法 |
CN111890866A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-11-06 | 浙江大学 | 一种纯电动汽车用的一体式热泵管理系统、纯电动汽车 |
CN112622567A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-09 | 青岛朗进新能源设备有限公司 | 一种集成电池冷却功能的车载空调系统 |
WO2021169946A1 (zh) * | 2020-02-25 | 2021-09-02 | 中国第一汽车股份有限公司 | 电动汽车热管理系统 |
-
2021
- 2021-09-10 CN CN202111061371.7A patent/CN113782868B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN205768485U (zh) * | 2016-07-04 | 2016-12-07 | 浙江大学 | 一种电动汽车智能整车热管理系统 |
CN206086422U (zh) * | 2016-09-19 | 2017-04-12 | 智车优行科技(北京)有限公司 | 车辆动力电池冷启动加热系统及车辆 |
CN109059333A (zh) * | 2018-06-19 | 2018-12-21 | 广东美的制冷设备有限公司 | 空调器、空调器的控制方法以及存储介质 |
CN110048185A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-07-23 | 开沃新能源汽车集团有限公司 | 一种带四通阀的电池包冷却系统布置结构 |
CN110254165A (zh) * | 2019-06-12 | 2019-09-20 | 安徽江淮松芝空调有限公司 | 一种热泵和电池液冷系统 |
CN111251829A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-06-09 | 上海海洋大学 | 燃料电池汽车乘客舱与动力电池的双温控制系统及方法 |
WO2021169946A1 (zh) * | 2020-02-25 | 2021-09-02 | 中国第一汽车股份有限公司 | 电动汽车热管理系统 |
CN111890866A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-11-06 | 浙江大学 | 一种纯电动汽车用的一体式热泵管理系统、纯电动汽车 |
CN112622567A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-09 | 青岛朗进新能源设备有限公司 | 一种集成电池冷却功能的车载空调系统 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
电动汽车热泵空调系统综述;赵宇等;《制冷与空调》;20200728(第07期);78-87 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113782868A (zh) | 2021-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113782868B (zh) | 一种新型的电动汽车两相浸没式液冷系统与冷启动系统 | |
CN108711659B (zh) | 电动汽车电池复合冷却系统及其控制方法 | |
CN109017212B (zh) | 新能源客车车厢和电池集中热管理系统 | |
CN110077286B (zh) | 一种燃料电池汽车热管理系统 | |
CN111319514B (zh) | 一种热管理系统和新能源汽车 | |
CN108749513A (zh) | 一种电动车热管理系统 | |
WO2012055273A1 (zh) | 电动汽车及其热管理系统 | |
CN112373353A (zh) | 一种适用于燃料电池汽车热系统的协同管理系统 | |
CN113547957B (zh) | 一种电动汽车的热管理集成模块及其热管理系统 | |
CN112549902B (zh) | 多模式冷媒直冷型新能源汽车热管理机组及其控制方法 | |
CN114604056B (zh) | 一种燃料电池汽车整车热管理系统 | |
CN113432339B (zh) | 一种基于相变蓄热的多热源热泵型电动汽车热管理系统 | |
CN112820979A (zh) | 动力电池热管理系统及动力电池热管理控制方法 | |
CN114161997A (zh) | 双电堆大功率氢燃料电池汽车热管理系统 | |
CN216033622U (zh) | 集成式热管理系统及车辆 | |
CN207433190U (zh) | 插电式混合动力汽车的整车热管理系统 | |
CN220021275U (zh) | 冷却板、动力电池总成、热管理系统和用电装置 | |
CN218400117U (zh) | 车辆热管理系统及车辆 | |
CN111446521A (zh) | 一种提高纯电动汽车寒区适应性的加热系统 | |
CN116742187A (zh) | 一种浸没液冷储能系统 | |
CN114940047A (zh) | 集成式热管理系统 | |
CN212148306U (zh) | 一种集成直接式热泵的整车热管理系统 | |
CN111391616A (zh) | 一种空调系统 | |
CN114094137B (zh) | 车辆的热管理系统和车辆 | |
CN214450418U (zh) | 车辆集成热管理系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |